JP2009004989A - 車両用ガラスアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】１枚の窓ガラスに集約された少なくとも４本のアンテナ素子によって、改善された車両側の方向の感度および指向特性を有する車両用ガラスアンテナを提供する。
【解決手段】リアガラス８上に、リアガラス上辺の端部近傍より下方に向かって延びる２本のアンテナ素子１６ａ，１６ｂと、リアガラス側辺の上部近傍より横方向に向かって延びる２本のアンテナ素子１８ａ，１８ｂを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用ガラスアンテナ、特に少なくとも４本のアンテナ素子により構成される車両用ガラスアンテナに関する。

デジタルＴＶ（周波数４７０〜７７０ＭＨｚ）用の車両用ガラスアンテナとして、ダイバーシティ方式で、フロントガラスまたはリアガラスに２本のアンテナ素子を設けたものがある。

図１に、その従来技術に係るガラスアンテナを示す。フロントガラス１０の側辺の上部近傍に横方向に向かって延びる２本のモノポールアンテナ１２ａ，１２ｂが設けられている。モノポールアンテナ１２ａ，１２ｂは、フロントガラス１０の上辺から１３０ｍｍの位置に設けられている。なお、図中、１４ａ，１４ｂは、これらモノポールアンテナ素子の給電点をそれぞれ示している。

また、特開２０００−２５２７３２号公報（特許文献１）には、自動車のリアガラスに設けられた車両用ガラスアンテナであって、リアガラスの左右側部から延びるアンテナ素子と、上辺より延びる１本のアンテナ素子と、下辺より延びる１本のアンテナ素子とを備えるアンテナが開示されている。これによれば、テレビ放送帯は、複数チャンネルでダイバーシティして受信することにより、個々のアンテナ素子の低感度の方向を互いに補償して、自動車のどの方向にも良好な受信感度のアンテナが得られる。

また、特開２００２−１３５０２５号公報（特許文献２）によれば、フロントガラスに２本のアンテナ素子を設け、リアガラスに２本のアンテナ素子を設けた、ガラスアンテナが開示されている。また、アンテナ素子を自動車のルーフまたはピラーの周辺に設定することにより、ルーフまたはピラーを反射器として機能させて、アンテナの指向特性をコントロールし、およびアンテナ素子の周辺に幅射器を形成することにより、アンテナ素子の指向特性をコントロールすることを開示している。さらに、別々の方向に指向性を有するこれらのアンテナ素子をダイバーシティ回路で選択することにより、水平面内での指向性を補完することを開示している。

図１に示すフロントガラスまたはリアガラスに設けられた従来のガラスアンテナでは、それぞれフロントガラス側またはリアガラス側から見て、サイド方向，リア方向またはフロント方向にある車体の影響を受けるので、サイド方向および車内側への方向の利得が低くなる。

また、特許文献１に記載のアンテナでは、上辺より延びるアンテナ素子と、下辺から延びるアンテナ素子とを形成する必要がある。したがって、デフォッガの面積が狭くなるか、上辺または下辺にアンテナ素子を形成する領域が分散されることにより、他のアンテナ素子を設定する際の弊害になる。

また、自動車によっては、リアガラスにワイパーが設定されるため、下辺側にアンテナ素子を設定する場合、アンテナ素子を形成するための領域が確保できない、または形成したとしても、ワイパーの影響を受け、十分な特性を確保できないという問題がある。

また、特許文献２に記載のアンテナは、各窓ガラスにとって車内側の方向に良好な受信感度特性が得られないため、フロント，リア両方の窓ガラスにアンテナ素子を形成する必要があるため、コストが増加する。

また、自動車のアンテナは、各ガラスメーカによりチューニングを行う場合がある。その際に、フロントガラス，リアガラスで窓ガラスの受注メーカが異なると、チューニングに支障が発生するなどの弊害が発生する可能性もある。

本発明の目的は、１枚の窓ガラスに集約されたＴＶ用ガラスアンテナであって、上記問題を解決した車両用ガラスアンテナを提供することにある。

本発明は、車両の窓ガラスの表面に形成または取り付けられる車両用ガラスアンテナであって、前記窓ガラスの上辺の端部近傍より下方に向かって延びる少なくとも２本の第１のアンテナ素子と、前記窓ガラスの側辺の上部近傍より横方向に向かって延びる少なくとも２本の第２のアンテナ素子とを備え、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子とによりダイバーシティを構成することを特徴とする。

本発明によれば、前記第１のアンテナ素子は、直線状に上下方向に延びている導体のみから構成されている。前記第１のアンテナ素子は、窓ガラス上辺の端部近傍より０．１λｋ〜０．４λｋの距離に設け、前記第２のアンテナ素子は、窓ガラス上辺より、０．１λｋ〜０．４λｋの距離に設けるのが、好ましい。

前記第１のアンテナ素子の近傍には、第１のアンテナ素子と平行な導電体が存在しない領域を有するようにするのが、好ましい。このことは、アンテナ素子の周辺に輻射器を設けないことを意味している。

また、前記第１のアンテナ素子は、逆Ｔ字状とすることもできる。

なお、前記窓ガラスは、フロントガラスまたはリアガラスのいずれであってもよい。

本発明によれば、少なくとも４つのアンテナ素子を１枚の窓ガラス上に形成するため、コストを抑制し、複数の窓ガラスにまたがることにより発生するチューニングの諸問題がない。

また、下辺側から延びるアンテナ素子がないため、リアワイパーを備える窓ガラスにも好適に配置することができる他、下辺側にアンテナ素子を形成することが制限されるフロントガラスにも適用可能とすることができる。

本発明の車両用ガラスアンテナの実施例を、図面を参照して説明する。

図２は、車両用ガラスアンテナの第１実施例を示す。このガラスアンテナは、デフォッガ６を有するリアガラス８に設けられている。このガラスアンテナは、リアガラス上辺７の端部近傍より下方に向かって延びる２本のモノポールアンテナ素子１６ａ，１６ｂと、リアガラス側辺９の上部近傍より横方向に向かって延びる２本のモノポールアンテナ素子１８ａ，１８ｂとを備えている。モノポールアンテナ素子１８ａ，１８ｂは、リアガラス上辺から０．１λｋ〜０．４λｋ下方の位置（図中、Ｙで示す）に設けられている。このような位置にこれらのアンテナ素子を設けることによって、アンテナ素子の近傍には、アンテナ素子と平行な導体が存在しない領域が確保されるため、アンテナ素子が他の導体により受ける影響を低減できる。また、モノポールアンテナ素子１６ａ，１６ｂは、リアガラス上辺端部から０．１λｋ〜０．４λｋ横方向の位置（図中、Ｘで示す）に設けられている。このような位置にこれらのアンテナ素子を設けることによって、アンテナ素子の近傍には、アンテナ素子と平行な導体が存在しない領域が確保されるため、アンテナ素子が他の導体により受ける影響を低減できるとともに、後述するように車内側の方向に対して高い受信感度を得ることができる。

図中、各アンテナ素子の基部の○印は、給電点を示しており、図面を簡単にするため、参照番号は付されていない。

各アンテナ素子の長さは、λｋ／４である。ここに、λは波長、例えば５０８ｍｍであり、ｋはガラスによる波長短縮率、例えば０．７である。

図３に、アンテナ素子１６ａ，１６ｂの上辺端部からの位置（Ｘ）を変化させた場合のフロント方向（車両前方向）の感度の測定結果を示す。感度の好適な範囲は、０．１λｋ〜０．４λｋであることがわかる。

図４に、第１実施例において、アンテナ素子１６ａ，１６ｂの位置（Ｘ）を０．２λｋとした場合の指向性（４本のアンテナ素子によるダイバーシティ方式）と、図１に示した２本のアンテナ素子によるダイバーシティ方式の指向性とを測定し（周波数５９０ＭＨｚで）、比較した結果を示す。この比較結果より、実施例のガラスアンテナは、上下方向に延びるアンテナ素子を設けていることにより、車内側方向（図４において、フロント方向）および車両のサイド方向の感度が改善され、４個のアンテナ素子が１枚の窓ガラスに形成されているにもかかわらず、指向性に優れたアンテナであることがわかる。さらに、アンテナ素子の形状がシンプルであるので、アンテナの調整作業も比較的簡単に行うことができる。

アンテナ素子の指向性の測定は、次のようにして行った。電波暗室において、周波数がテレビ帯域の電波を、送信アンテナからこのアンテナのほぼ水平方向で遠方に設置した車両へ向け照射する。ここで、ターンテーブルにより車両を３６０°水平方向に回転させながら、ガラスアンテナで受信した信号の電圧を測定することにより、車両の回転角度ごとおよび各周波数ごとの信号の受信電圧を得る。また、得られた受信電圧を各周波数ごとにレーダーチャートにブロットすることにより、各周波数ごとの指向特性のチャートを得る。

ここで、本実施例では、ガラスアンテナで受信した信号は、同軸ケーブルの中心導体を給電点に接続し、同軸ケーブルの外部導体を給電点上部の車体に接続することで取り出した。

また、指向特性のチャートは、上方向が車両の前方向を，下方向が車両の後ろ方向を表し、車両を上から見た場合の指向特性として表している。

図５は、本発明の車両用ガラスアンテナの第２実施例を示す。このガラスアンテナは、フロントガラス１０上に設けられている。このガラスアンテナは、ガラス上辺４の端部近傍より下方に向かって延びる２本の逆Ｔ字状のモノポールアンテナ素子２０ａ，２０ｂと、フロントガラス側辺２の上部近傍より横方向に向かって延びる２本のモノポールアンテナ素子１８ａ，１８ｂとを備えている。モノポールアンテナ素子１８ａ，１８ｂは、リアガラス上辺から０．１λｋ〜０．４λｋ下方の位置に設けられている。また、モノポールアンテナ２０ａ，２０ｂは、リアガラス上辺端部から０．１λｋ〜０．４λｋ横方向の位置に設けられている。逆Ｔ字状アンテナ素子は、下部に横方向に延びる素子１９ａ，１９ｂを接続したものである。このような逆Ｔ字状アンテナ素子の場合、アンテナ素子の長さは、給電点から横方向素子の一端までの長さである。

このようなガラスアンテナのアンテナ素子単体の水平偏波に対する利得の周波数特性を測定した結果を図６に、ガラスアンテナの４チャンネル・ダイバーシティ方式での周波数４７０ＭＨｚ，５９０ＮＨｚ，７７０ＭＨｚのそれぞれの周波数において、指向性を測定した結果を図７に示す。図７には、図１に示す従来のガラスアンテナの２チャンネル・ダイバーシティ方式での指向性を比較のために示している。

図７からわかるように、図５に示す構造とすることで、車内側への方向（図７で下半分の方向）に存在するリップルが改善され、良好な受信特性を示していることがわかる。

以上説明したように、上下方向に延びるアンテナ素子を有するアンテナを設けることにより、車内側への方向の特性を向上させ、１枚の窓ガラス上に形成したアンテナであっても、指向性に優れたアンテナが得られる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形，変更が可能である。

例えば、第１実施例において、下方向に向かって延びるアンテナ素子は２本以上であってもよく、また横方向に向かって延びるアンテナ素子は２本以上であってもよい。

また、第２実施例において、アンテナ素子２０ａ，２０ｂは逆Ｔ字状に限らず、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、Ｌ字状，鏡対称Ｌ字状であってもよい。

また、本発明のガラスアンテナは、フロントガラスまたはリアガラスのみならず、サイドガラスに設けてもよい。

従来のガラスアンテナを示す図である。 第１実施例のガラスアンテナを示す図である。 第１実施例のガラスアンテナのフロント方向の感度を示すグラフである。 第１実施例のガラスアンテナの利得の指向特性を従来型と比較して示す図である。 第２実施例のガラスアンテナを示す図である。 第２実施例のガラスアンテナの利得の周波数特性を示す表である。 第２実施例のガラスアンテナの利得の指向特性を示す図である。 本発明のガラスアンテナの変形例を示す図である。

符号の説明

５ デフォッガ
８ リアガラス
１０ フロントガラス
１２ａ，１２ｂ 横方向に延びるアンテナ
１６ａ，１６ｂ 上下方向に延びるアンテナ
２０ａ，２０ｂ 上下方向に延びる逆Ｔ字状アンテナ

Claims (6)

1. 車両の窓ガラスの表面に形成または取り付けられる車両用ガラスアンテナであって、
   前記窓ガラスの上辺の端部近傍より下方に向かって延びる少なくとも２本の第１のアンテナ素子と、
   前記窓ガラスの側辺の上部近傍より横方向に向かって延びる少なくとも２本の第２のアンテナ素子とを備え、
   前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子とによりダイバーシティを構成する車両用ガラスアンテナ。
2. 前記第１のアンテナ素子は、前記窓ガラス上辺の端部近傍より０．１λｋ〜０．４λｋの距離に設けられ、
   前記第２のアンテナ素子は、前記窓ガラス上辺より、０．１λｋ〜０．４λｋの距離に設けられている、請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
3. 前記第１のアンテナ素子の近傍には、前記第１のアンテナ素子と平行な導電体が存在しない領域を有する請求項１または２に記載の車両用ガラスアンテナ。
4. 前記第１のアンテナ素子は、直線状に上下方向に延びている導体のみから構成されている、請求項１，２または３に記載の車両用ガラスアンテナ。
5. 前記第１のアンテナ素子は、逆Ｔ字状である、請求項１，２または３に記載の車両用ガラスアンテナ。
6. 前記窓ガラスは、フロントガラスまたはリアガラスである、請求項１〜５のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナ。

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